抗日战争时期，党领导的敌后抗日武装在华北同蒲路以东，津浦路以西，正太、石德路以北，张家口、承德以南广大地区创建了第一个敌后抗日根据地——晋察冀抗日根据地。中共中央和毛泽东誉之为“敌后模范的抗日根据地及统一战线的模范区”。
1937年7月，卢沟桥事变爆发后，八路军第一一五师挺进华北抗日前线。9月25日，首战平型关，歼敌近千人，取得了抗战开始后的第一个胜利。10月，按照中共中央、中央军委的统一部署，一一五师主力由五台山南下晋西南，开始创建晋西南根据地。第一一五师一部及军政干部共约3000余人，在政委聂荣臻率领下留驻五台山地区，着手创建敌后抗日根据地。他们在五台山地区建立战地动员委员会和抗日救国会等半政权性质的组织，广泛发动群众，武装群众，扩大队伍，开展游击战争，收复敌占城镇，很快在平绥、正太、同蒲、平汉路之间的晋察冀边区形成了敌后抗日根据地。11月7日，根据中共中央、中央军委的命令，以阜平、五台为中心的晋察冀军区成立，聂荣臻任司令员兼政治委员，下辖四个军分区。11月下旬，日军调集2万余人分八路对根据地进行围攻。八路军采取游击战和集中主力歼敌的作战方针，歼敌1000余人，消耗了敌人的有生力量，粉碎了敌人的围攻，巩固了根据地，晋察冀抗日根据地发展到30多个县。
1938年1月10日，晋察冀边区军政民代表大会在河北阜平召开，出席会议的有共产党员、国民党员、各抗日军队和抗日群众团体的代表，工人、农民、开明绅士和资本家的代表，蒙、回、藏等少数民族的代表，以及五台山寺庙的和尚、喇嘛等140余人，代表着边区30余县的广大民众。会议经过民主选举，成立了晋察冀边区行政委员会，宋劭文为主任委员，胡仁奎为副主任委员。这是共产党领导的第一个敌后统一战线性质的抗日民主政权，它颁布实施的各项政策法令，稳定了社会秩序，根本改变了国民党军队败退和政权垮台后出现的混乱局面，使敌后抗战力量得到迅速发展。
与此同时，冀中地区的抗日游击战争也得到迅速发展。1937年10月，共产党员吕正操率国民党东北军第五十三军第六九一团在河北晋县誓师抗日，部队改编为人民自卫军。1938年4月，人民自卫军与河北游击军配合，粉碎了日军对冀中的第一次“扫荡”，奠定了扩大和巩固冀中抗日武装及根据地的基础。同年5月，冀中省委成立，黄敬为书记。同时，人民自卫军与河北省游击军合编为八路军第三纵队，并成立冀中军区，吕正操任司令员，王平任政治委员，下辖4个军分区。同时成立冀中区统一的政权领导机关——冀中区政治主任公署，吕正操任主任。冀中抗日根据地初步形成。
全国抗战开始后，中共中央已注意到冀东战略地位的重要。1938年2月，毛泽东指示：红军可出动一部于敌后的冀东，以雾灵山为根据地进行游击战争。随后，晋察冀军区派第一军分区邓华支队向北平以西地区发展游击战争，建立抗日政权。5月，晋西北的八路军宋时轮支队和邓华支队合编为八路军第四纵队，宋时轮为司令员，邓华为政治委员。6月，第四纵队向冀东挺进，策应、配合了冀东20余县20余万人的武装起义，为冀东抗日根据地的开辟奠定了基础。
1938年11月，中共中央晋察冀分局成立，彭真任书记。不久，彭真奉调延安，由聂荣臻任书记。分局代表中共中央和北方局，全面领导边区的党、政、军和群众工作。
到1938年底，晋察冀抗日根据地共辖70余县，拥有居民1200万，武装力量约10万。晋察冀分局、晋察冀边区行政委员会、晋察冀军区统一领导晋察冀抗日根据地各个地区、各方面的工作。
晋察冀抗日根据地的创立与发展，引起了日军极大的恐慌。1938年11月和12月，日军对冀中区进行两次围攻。根据中央军委命令，贺龙、关向应率领八路军一二0师主力，于12月下旬开赴冀中，并于次年4月在河间县齐会村战斗中歼灭日军700余人，取得平原地区歼灭战的重大胜利。随后，一二0师和晋察冀军区部队一起，相继在繁峙、易县、灵寿、阜平、涞源等地打败日伪军的进攻和“扫荡”，取得上、下细腰和陈庄、雁宿崖、黄土岭战斗的胜利，巩固和发展了冀中、北岳根据地。1940年，晋察冀军区各部参加了百团大战，重创日伪军，巩固了晋察冀抗日根据地。到1940年底，晋察冀根据地发展壮大为晋察冀、冀中、冀热察三个战略区，成为拥有1500余万人口的华北最大的抗日根据地。
1941年起，日军将共产党和抗日根据地的人民武装作为主要的进攻对象，在华北采用军事、政治、经济、文化相结合的“总力战”，连续5次推行“治安强化运动”，对晋察冀抗日根据地进行残酷的“扫荡”、“蚕食”。日军制造了一系列骇人听闻的惨案，实行烧光、杀光、抢光的“三光”政策，制造“无人区”，晋察冀根据地进入艰苦困难的时期。
面对艰难困苦的局面，晋察冀分局和晋察冀军区执行中共中央、中央军委的坚持敌后抗战、巩固和扩大抗日民族统一战线的方针政策，建立“三三制”政权，实行精兵简政、减租减息，发展生产。同时，抗日根据地实行主力部队地方化，加强地方部队、主力部队和民兵相结合的方法，采取“敌进我进”、“向敌后之敌后伸展”、“把敌人挤出去”等军事斗争方针，广泛运用地雷战、麻雀战、地道战、武工队等游击战方式，深入敌后开展反“扫荡”、反“蚕食”斗争。经过根据地军民的艰苦抗战，到1943年，北岳区粉碎了日军4万余人的大“扫荡”，冀中区抗日游击根据地重新建立，冀东区开辟了察北、热南及辽西的大片新区，晋察冀抗日根据地得到了恢复和发展。
1944年，晋察冀根据地军民实行攻势作战，共作战4400余次，毙伤敌2.29万余人，俘日、伪军及争取伪军投诚、反正2.22万余人，拔除敌据点、碉堡1600多个，解放人口758万，扩大了北岳区，巩固了平北与平西区，坚持了冀东区，恢复了冀中区。
同年9月，为了便于指挥，根据中共中央、中央军委指示，晋察冀军区对所属部队进行整编，成立了冀晋、冀中、冀察和冀热辽四个二级军区，并以各区部队为基础组织了新的野战部队。
1945年5月，晋察冀根据地军民根据中共中央“削弱日伪，发展我军，缩小敌占区，扩大解放区”的方针，对日、伪军发起大规模夏季攻势，先后发动察南战役、雁北攻势、子牙河战役、大清河战役、热辽战役，消灭日、伪军2万余人，扩大了解放区，将敌人压缩到铁路沿线及主要城市。8月，晋察冀军区在广大群众的支援下，对日、伪军展开大反攻：一部攻夺大同、丰镇等城，一部进攻太原，一部包围北平，一部攻张家口、张北、多伦、沽源，一部攻唐山、秦皇岛等，一部攻天津、塘沽，一部攻石家庄、保定，攻占城市70余座，解放了西迄同蒲铁路，东到渤海、锦州，南临正太路、石德路，北至多伦、赤峰的广大地区，使晋察冀根据地与晋绥、晋冀鲁豫、山东根据地和东北解放区联成一片。
